План лекции:

1.Механические и гидравлические лаги.

2. Ручной лот и эхолот.

1.Механические и гидравлические лаги.

Навигационное оборудование судов - это многокомпонентная электронная система водного транспортного средства, установленная с целью вычисления оптимального маршрута движения.

МЕХАНИЧЕСКИЕ ЛАГИ

Лагами называются приборы, служащие для измерения скорости судна и пройденного им расстояния. Механический лаг работает следующим образом: за кормою судна с помощью лаглиня буксируется вертушка, вращающаяся под действием на ее лопасти встречного потока воды. Частота вращения вертушки зависит от скорости движения судна. Через лаглинь вращение вертушки передается на счетчик, который показывает скорость и число пройденных судном миль.

Основной частью лага (рис. 22) является вертушка 1, представляющая собой герметичный, латунный, пустотелый цилиндр с конусообразным передним концом, который заканчивается очком для крепления лаглиня. К боковой поверхности цилиндрической части вертушки на равных расстояниях друг от друга припаяны четыре лопасти.. В очко, имеющееся в передней части вертушки, вплеснен конец плетеного лаглиня длиной около 60 см, другой конец которого вплеснивается в очко соединительной груши 2, которая, в свою очередь, соединяется с лаглинем 3. Груша служит для надежного соединения вертушки с лаглинем, а также обеспечивает, в случае необходимости, быструю замену одной вертушки другой. Вращение вертушки через лаглинь передается на механический счетчик пройденного расстояния. Лаглинь изготавливают из специального плетеного льняного троса, который не должен закручиваться, диаметром 10 мм. В среднем длина лаглиня бывает в пределах 70— 100 м. Один конец лаглиня соединен с грушей, а другой оканчивается плоским латунным гаком, который соединен со ступицей маховика лага. Маховик 4 предназначен для выравнивания частоты вращения оси счетчика и поглощения рывков и вибрации лаглиня. Состоит маховик из обода и ступицы с шестью спицами. На концах ступицы имеются два очка, в одно из которых запрессовано стальное кольцо, к которому и крепится гак лаглиня. Во второе очко вплеснен конец плетеного лаглиня длиной около 50 см с гаком на конце, которым маховик соединяется с механическим счетчиком.

Механический счетчик 5 помещен в кожух и состоит из счетного механизма и контактного прибора. Вращение вертушки через лаглинь передается на валик хвостовой части счетчика, откуда, в свою очередь, на главную ось счетного механизма, состоящего из системы, червячных передач и шестеренок. Механизм счетчика имеет циферблат с тремя шкалами.. Показания основного механического счетчика лага передаются на репитер (электрический счетчик), устанавливаемый в штурманской рубке.

2. Ручной лот и эхолот.

 РУЧНОЙ ЛОТ

Приборы, которые на судах служат для измерения глубин, называются лотами. Лоты делятся на ручные, механические и гидроакустические, или эхолоты. Ручным лотом (рис. 23) измеряют глубину до 50 м при скорости судна до 5 уз. Ручной лот состоит из свинцовой или чугунной гири и прикрепленного к гире лотлиня. Гиря имеет форму пирамиды или конуса высотой 25—30 см и массой 3—5 кг. В верхней части гиря имеет ушко. В него продевается проволочнаястропка, обшитая кожей, за которую крепится лотлинь. В нижнем основании гири имеется выемка, заполняемая смесью сала с толченым мелом или размятым мылом. При касании лотом дна частицы грунта прилипают к этой массе и по ним можно судить о характере грунта. Лотлинь имеет длину более 50 м, изготовляется из плетеного линя или несмоленого пенькового троса прямого спуска окружностью около 25 см. Разбивка лотлиня начинается от вершины гири. Высота самой гири в расчет не принимается, так как при определении глубины она обычно ложится на грунт.

Деления лотлиня обозначают марками из кожи, вырезанными в виде зубцов, топориков и матерчатых флагдуков (рис. 24). На советских судах разбивка лотлиня производится в метрических единицах.

Разбивка лотлиня производится по следующей системе. Десятки метров обозначаются флагдуками различных цветов: 10 м — красный флагдук; 20 — синий; 30 — белый, 40 — желтый, 50 — бело-красный.

Число метров, оканчивающихся цифрой «пять», обозначается кожаной маркой с топориками: 5м — марка с одним топориком, 15 — с двумя топориками, 25 — с тремя, 35 — с четырьмя, 45 — с пятью.

В каждой пятерке первый метр обозначается кожаной маркой с одним зубцом, второй—с двумя зубцами, третий— с тремя, четвертый — счетырьмя.

Следовательно, 1, 6, 11, 16, 21, 26, 31, 36, 41, 46 м обозначены марками с одним зубцом; 2, 7, 12, 17, 22, 27, 32, 37, 42, 47 -с двумя зубцами; 3, 8, 13, 18, 23, 28, 33, 38, 43, 48 — с тремя; 4, 9, 14, 19, 24, 29, 34, 39, 44, 49 — с четырьмя.

Для того чтобы при дрейфе лотлинь не попал под корпус судна, лот бросают всегда с наветренного борта. Матрос, встав на место, набирает в одну руку небольшую бухту лотлиня, ровными шлагами, наблюдая, чтобы они не перепутались, и лотлинь мог свободно вытравливаться. Для удобства бросания лота в лотлинь на расстоянии 2—3 м от вершины гири заделывают клевант из твердой породы дерева. По команде с мостика матрос начинает раскачивать лот над водой и затем делает три-четыре круговых размаха. В тот момент, когда лот, пройдя нижнюю точку, начнет подниматься, лотовый выпускает клевант. Лот летит вперед и падает тем дальше, чем сильнее лотовый раскачал лот перед бросанием. Затем лотовый травит лотлинь до тех пор, пока лот не достигнет дна. Если лотлиня вытравлено больше, чем требуется, лотовый быстро подбирает слабину.

Ручной лот до настоящего времени используется на судах. Он прост и безотказен в эксплуатации, уход за ним заключается в тщательной просушке лотлиня после его употребления и в периодической проверке его разбивки. Недостатками ручного лота являются: невозможность измерения больших глубин; необходимость уменьшать ход во время измерения; затраты значительного времени на измерение; возможное изменение длины лотлиня за счет частого намокания и высыхания.

 ЭХОЛОТЫ

Эхолот—навигационный гидроакустический лот, которым измеряют глубину до 2 тыс. м. Принцип действия эхолота основан на измерении времени прохождения ультразвукового импульса от вибратора-излучателя до морского дна и обратно до вибратора-приемника. В вибраторах используются ферромагнитные материалы (железо, кобальт, никель), которые обладают свойством магнитострикционного эффекта. Этот эффект заключается в деформации ферромагнитных материалов при их намагничивании.

В вибраторе-приемнике используется обратный магнитострикционный эффект, который состоит в изменении магнитного поля в ферромагнитных намагниченных материалах при их деформации.

Вибраторы эхолотов состоят из' пакета тонких никелевых пластин с намотанной на них электрической обмоткой.

Рассмотрим принципиальную схему действия эхолота (рис. 35). Электродвигатель вращает с равномерной скоростью диск указателя глубин 3 с неоновой лампочкой. В тот момент, когда на диске указателя глубин неоновая лампочка пройдет через нулевое деление шкалы глубин, кулачковый контакт замкнет электроцепь, состоящую из посылочного конденсатора 2, заряженного до напряжения 1500 В и обмоток вибратора-излучателя 1. При этом конденсатор разрядится, и ток разряда, протекая по обмоткам вибратора-излучателя, вызовет появление переменного электромагнитного поля в никелевых пластинах пакета вибратора. Явление магнитострикционного эффекта вызовет колебания излучающей поверхности вибратора и в виде ультразвукового импульса дойдет до морского дна и, частично отразившись, вернется на вибратор-приемник 5. Попав на пакет вибратора-приемника, отраженный импульс вызовет его колебания и, следовательно, изменение остаточного магнитного поля. Изменение магнитного поля создаст в обмотке вибратора незначительную переменную электродвижущую силу. Возникшее таким образом напряжение поступает в усилитель 4, и затем усиленный импульс подается на неоновую лампочку, вызывая ее кратковременное зажигание.

За промежуток времени между посылкой и приемом сигнала диск с неоновой лампочкой повернется на угол, пропорциональный времени прохождения сигнала.

Установленная перед вращающимся диском шкала указателя глубин отградуирована в метрах. Таким образом, деление шкалы, против которого произойдет вспышка неоновой лампочки, покажет глубину под килем судна. Оба вибратора смонтированы в днище судна.

Погрешность при измерении глубин свыше 200 м не более ±2%. Указатель глубин управляет посылкой ультразвуковых импульсов, является визуальным индикатором измеряемых глубин и имеет два диапазона глубин: 0—100 и 0—2000 м. На шкале первого диапазона каждое деление соответствует 0,5 м, а на шкале второго—10 м. При измерении малых глубин эхолот включают на первый диапазон, а при измерении больших глубин — на второй.

На корпусе указателя глубин (рис. 36) расположены рукоятки выключателя 1, переключателя диапазонов 5, регулятора усиления 3, выключателя 4 гашения нулевой вспышки неоновой лампочки и вольтметр 2, контролирующий рабочее напряжение. Помимо указателя глубин, эхолот НЭЛ-5 имеет самописец, который автоматически и непрерывно записывает измеряемые глубины на специальную бумажную ленту.

На лицевой стороне крышки самописца (рис. 37) расположены два предохранителя 1, вольтметр 3, лампочка 2, сигнализирующая о включении в работу указателя, выключатель самописца 10, переключатель диапазонов 9, рукоятка 6 регулятора усиления, выключатель 8 гашения нулевой вспышки, кнопки 7 оперативных обмоток, тумблер 5 и лампа 4 контроля скорости вращения двигателя самописца. Одновременная работа указателя глубин и самописца невозможна.

Пуск эхолота производится следующим образом. При питании от сети переменного тока выключатель фильтра ставят в положение «Включено». Для остановки эхолота требуется вывести регулятор усиления и выключатель указателя глубин самописца или поставить в положение «Выключено».

Измерение глубин производится следующим образом. После пуска эхолота переключатель шкал устанавливают на диапазон измеряемых глубин. Если приблизительная глубина неизвестна, измерение начинают с большего диапазона. При измерении малых глубин включается тумблер гашения нуля. Отсчет глубин на ленте самописца производится по верхней кромке записи.

Гидравлические лаги .

Гидравлические лаги — приборы, которые предназначены для измерения скорости судна и пройденного расстояния относительно воды, почему они и являются не абсолютными, а относительными.

Принцип действий гидравлического лага основан на измерении скоростного напора встречного потока, обтекающего судно при его движении.

В движущейся жидкости наблюдаются статическое и динамическое давления. Причиной статического давления является ее сжатие. Динамическое давление зависит от скорости течения жидкости.

Современный гидравлический лаг работает следующим образом (рис. 38). В корпусе судна, ниже ватерлинии, устанавливается герметическая камера, которая разделена на нижнюю и верхнюю полости подвижной диафрагмой. Отверстие, которое передает статическое давление, соединено с верхней камерой, отверстие полного давления — с нижней полостью. Пока судно не имеет хода, давление воды на верхнюю и нижнюю полости мембранного устройства одинаково и равно статическому давлению воды, в результате чего диафрагма будет находиться в нулевом положении. Когда судно получит движение в приемной трубке, кроме статического давления, появится динамическое (скоростной напор), и диафрагма при этом начнет приподниматься.

Разность динамического (полного) давления в приемной трубке и статического, приложенная к диафрагме, заставит двигаться соединенный с ней шток со стрелкой указателя, которая соответственно отклоняется. По величине отклонения стрелки судят о величине скорости судна.

При плавании на мелководье и во льдах выстреливаемые за обшивку корпуса судна трубки часто повреждаются. Это вызвало необходимость создания так называемого штевневого лага.

У штевневого лага полное давление передается через специальное отверстие в форштевне, а статическое — через отверстия в бортах или днище судна.

Указатель скорости и пройденного расстояния размещается в центральном приборе лага, устанавливаемом обычно в машинном отделении.

Показания скорости и пройденного расстояния передаются на репитеры лага, которые помещают в штурманской, рулевой рубках и в других помещениях судна. Лаг МГЛ-25 позволяет измерять скорость до 25 уз.

Контрольные вопросы:

1.​ . Дать определение судовым навигационным приборам.

2.​ Охарактеризовать принцип действия ручного лага.

3. Охарактеризовать действия механического лага.

4. Охарактеризовать устройство и принцип действия эхолота.

5.Пояснить действия по использованию ручного лота.